เหตุใดการควบคุมแม่เหล็กอ่อนจึงจำเป็นสำหรับมอเตอร์ความเร็วสูง

01. MTPA และ MTPV
มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรเป็นอุปกรณ์ขับเคลื่อนหลักของโรงไฟฟ้ารถยนต์พลังงานใหม่ในประเทศจีน เป็นที่ทราบกันดีว่าที่ความเร็วต่ำ มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรจะใช้การควบคุมอัตราส่วนแรงบิดกระแสสูงสุด ซึ่งหมายความว่าเมื่อได้รับแรงบิด กระแสสังเคราะห์ขั้นต่ำจะถูกใช้เพื่อให้ได้แรงบิดดังกล่าว ซึ่งช่วยลดการสูญเสียทองแดงให้เหลือน้อยที่สุด

ดังนั้นที่ความเร็วสูง เราไม่สามารถใช้เส้นโค้ง MTPA ในการควบคุมได้ เราจำเป็นต้องใช้ MTPV ซึ่งเป็นอัตราส่วนแรงดันแรงบิดสูงสุดในการควบคุม กล่าวคือ จะทำให้มอเตอร์มีแรงบิดสูงสุดที่ความเร็วหนึ่ง ตามแนวคิดของการควบคุมจริง เมื่อพิจารณาจากแรงบิด ความเร็วสูงสุดสามารถทำได้โดยการปรับ iq และ id แล้วแรงดันสะท้อนอยู่ที่ไหน? เนื่องจากนี่คือความเร็วสูงสุด วงกลมขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าจึงได้รับการแก้ไข การค้นหาจุดกำลังสูงสุดบนวงจำกัดนี้เท่านั้นจึงจะพบจุดแรงบิดสูงสุดได้ ซึ่งแตกต่างจาก MTPA

02. สภาพการขับขี่

โดยปกติที่ความเร็วจุดเปลี่ยน (หรือที่เรียกว่าความเร็วฐาน) สนามแม่เหล็กจะเริ่มอ่อนลง ซึ่งก็คือจุด A1 ในรูปต่อไปนี้ ดังนั้น ณ จุดนี้ แรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับจะมีขนาดค่อนข้างมาก หากสนามแม่เหล็กไม่อ่อนในเวลานี้ สมมติว่ารถเข็นถูกบังคับให้เพิ่มความเร็ว จะบังคับให้ iq ติดลบ ไม่สามารถส่งแรงบิดไปข้างหน้าได้ และถูกบังคับให้เข้าสู่สภาวะการผลิตไฟฟ้า แน่นอนว่าไม่พบจุดนี้บนกราฟนี้ เนื่องจากวงรีกำลังหดตัวและไม่สามารถอยู่ที่จุด A1 ได้ เราทำได้เพียงลดไอคิวไปตามวงรี เพิ่มรหัส และเข้าใกล้จุด A2 มากขึ้น

03. เงื่อนไขการผลิตไฟฟ้า

เหตุใดการผลิตไฟฟ้าจึงต้องใช้แม่เหล็กอ่อนด้วย ไม่ควรใช้สนามแม่เหล็กแรงสูงเพื่อสร้างไอคิวที่ค่อนข้างสูงเมื่อผลิตไฟฟ้าด้วยความเร็วสูงใช่หรือไม่? สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้เพราะที่ความเร็วสูง หากไม่มีสนามแม่เหล็กอ่อน แรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบย้อนกลับ แรงเคลื่อนไฟฟ้าของหม้อแปลงไฟฟ้า และแรงเคลื่อนไฟฟ้าอิมพีแดนซ์อาจมีขนาดใหญ่มาก ซึ่งเกินแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟอย่างมาก ส่งผลให้เกิดผลลัพธ์ที่เลวร้าย สถานการณ์นี้คือการผลิตไฟฟ้าแก้ไขที่ไม่สามารถควบคุม SPO! ดังนั้นภายใต้การผลิตพลังงานความเร็วสูง จะต้องดำเนินการสร้างสนามแม่เหล็กแบบอ่อนด้วย เพื่อให้สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ที่สร้างขึ้นได้

เราสามารถวิเคราะห์ได้ สมมติว่าการเบรกเริ่มต้นที่จุดปฏิบัติการความเร็วสูง B2 ซึ่งเป็นการเบรกแบบป้อนกลับ และความเร็วลดลง ก็ไม่จำเป็นต้องใช้แม่เหล็กอ่อน สุดท้าย ณ จุด B1 iq และ id สามารถคงที่ได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อความเร็วลดลง ไอคิวเชิงลบที่เกิดจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับจะเพียงพอน้อยลงเรื่อยๆ ณ จุดนี้ จำเป็นต้องมีการชดเชยกำลังเพื่อเข้าสู่การเบรกที่สิ้นเปลืองพลังงาน

04. บทสรุป

ในช่วงเริ่มต้นของการเรียนรู้มอเตอร์ไฟฟ้า เป็นเรื่องง่ายที่จะถูกล้อมรอบด้วยสองสถานการณ์: การขับขี่และการผลิตไฟฟ้า ในความเป็นจริง เราควรแกะสลักวงกลม MTPA และ MTPV ในสมองของเราก่อน และตระหนักว่า iq และ id ในเวลานี้เป็นค่าสัมบูรณ์ ซึ่งได้มาจากการพิจารณาแรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบย้อนกลับ

ดังนั้น ไม่ว่า iq และ id ส่วนใหญ่จะสร้างโดยแหล่งพลังงานหรือโดยแรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบย้อนกลับ ก็ขึ้นอยู่กับอินเวอร์เตอร์เพื่อให้บรรลุการควบคุม iq และ id ก็มีข้อจำกัดเช่นกัน และข้อบังคับต้องไม่เกินสองวงกลม หากเกินขีดจำกัดปัจจุบัน IGBT จะเสียหาย หากเกินขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้า แหล่งจ่ายไฟจะเสียหาย

ในกระบวนการปรับเปลี่ยน iq และ id ของเป้าหมาย รวมถึง iq และ id ที่แท้จริงนั้นมีความสำคัญ ดังนั้นวิธีการสอบเทียบจึงถูกนำมาใช้ในทางวิศวกรรมเพื่อสอบเทียบอัตราส่วนการจัดสรรที่เหมาะสมของ id ของ iq ที่ความเร็วและแรงบิดเป้าหมายที่แตกต่างกัน เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด จะเห็นได้ว่าหลังจากวนรอบแล้ว การตัดสินใจขั้นสุดท้ายยังคงขึ้นอยู่กับการสอบเทียบทางวิศวกรรม